Estudo de Caso: Influência do Prolongamento do Cordão de Solda GMAW (MIG/MAG) na Distribuição de Tensão do Contorno da Região Soldada em Estruturas Tubulares Sujeitas à Flexão
J.C.F. Soares, F.N. Cesarino
2015
Revista de Ensino de Engenharia
RESUMO Este trabalho apresenta um estudo de caso desenvolvido numa indústria do Polo Industrial de Manaus (PIM), no segmento de motocicletas. A pesquisa aborda a problemática da concentração de tensões no contorno do cordão de solda em ponto de solicitação mecânica de flexão em estrutura tubular soldada. Pesquisou-se como melhorar a resistência à fadiga do contorno da região soldada em tubos sujeitos à flexão; buscou-se investigar se o prolongamento do cordão de solda distribui as tensões
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... tradas no contorno do cordão de solda; investigou-se e caracterizou-se o processo de soldagem GMAW (MIG/MAG) e a análise experimental de tensões através da extensometria; estudou-se a viabilidade de aplicação do prolongamento do cordão de solda no projeto e na fabricação da estrutura tubular objeto de estudo, apresentando-se os resultados obtidos nos testes. Constatou-se, através da análise instrumental (extensometria), que, para o caso em estudo, havia significativa concentração de tensão, acima do limite de projeto, no contorno do cordão de soldagem em condições de prolongamento mínimo, o que ocasionou a quebra do tubo principal da junta "Y" na estrutura tubular, durante teste de resistência com carga máxima de projeto. O processo de fabricação indicou uma diferença significativa nos prolongamentos de cordão, ocorrendo de forma ocasional, não existindo padrão definido. Por meio dos testes, ficou estabelecida uma relação inversa entre os comprimentos dos prolongamentos e as tensões encontradas na região da quebra, sendo verificado que, ao se aumentar o prolongamento, as tensões nos contornos eram reduzidas a níveis menores do que os limites máximos de projeto. Estabeleceu-se um padrão de 10mm de prolongamento para o caso em estudo, e construiu-se uma amostra protótipo para avaliar operacionalmente a aplicação no processo produtivo. A análise experimental de tensões através da extensometria mostrou-se ferramenta técnica eficiente e fundamental para demonstrar o comportamento das estruturas diante das solicitações mecânicas às quais estão sujeitos diversos pontos da estrutura. Palavras-chave: Soldagem GMAW (MIG/MAG); extensometria; strain gages; análise experimental de tensões; prolongamento do cordão de soldagem. 1 Professor Msc. Eng.; This paper presents a case study developed in industry of Manaus Industrial Pole (PIM), in the motorcycle segment. The research addresses the problem of stress concentration on the boundary of the weld -point bending mechanical stress in welded tubular structure. Researched how to improve the fatigue resistance of the boundary of the welded tubes subject to bending; investigated whether the prolongation of the weld distributes the stresses concentrated in the contour of the weld; investigated and characterized the process of GMAW (MIG/MAG) and experimental analysis of stresses through the gage; studied the feasibility of the extension of the weld in the design and manufacture of the tubular object of study, and presents the results obtained in the tests. Found by instrumental analysis (gage) which for this particular case there is significant stress concentration above the limit of design, the outline of the cord in conditions of welding minimum extension, which caused breakage of the main tube joint " Y " tubular structure during the endurance test with maximum design load. The manufacturing process indicated a significant difference in the prolongations cord occurring on an occasional basis, with no set pattern. Through testing it was established an inverse relationship between the extensions of greetings and tensions found in the region of the break, and found that the increasing tensions in the extension contours were reduced to levels below the maximum project. Established a standard 10mm extension for the case study and built a prototype to evaluate operationally sample application in the production process. The experimental analysis of stresses through the gage proved efficient technical and fundamental tool to demonstrate the behavior of the structures on the mechanical stresses to which they are subjected various points of the structure.
doi:10.15552/2236-0158/abenge.v34n2p31-44
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